Machines thermiques
Entropie de l'Univers et travail maximal

Énoncé

Une machine thermique fonctionne en utilisant deux masses d'eau comme source chaude et froide. Ces deux masses d'eau sont identiques et de capacité calorifique . La première se trouve initialement à la température , la deuxième à la température . On suppose que ces deux sources n'échangent de la chaleur qu'avec la machine à laquelle on fait effectuer un très grand nombre de cycles.

  1. Écrire l'expression de la variation d'entropie des sources chaude et froide en faisant intervenir la température de l'équilibre atteint. En déduire l'expression de la variation d'entropie de l'Univers.

  2. Quelle est la valeur minimale de la température d'équilibre ?

  3. Quel est le travail maximal que cette machine thermique peut fournir?

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